1.1. Phương phỏp Gamma tự nhiờn tổng:
Phương phỏp này là phương phỏp đo hoạt độ Gamma tự nhiờn trong đất đỏ.
1.1.1. Nguyờn lý:
Sự phõn ró hạt nhõn nguyờn tử ở điều kiện tự nhiờn (khi cú phúng xạ) bao giờ cũng kốm theo hiờn tượng bức xạ α, β, γ. Tất cả những bức xạ α, β, γ sẽ tỏc động vào mụi trường chung quanh và chỳng sẽ bị hấp thụ một phần nào đú.
Những tia α phần lớn kộm bền vững cú khả năng ion húa cao. Dũng tia α này hầu như bị hấp thụ bởi những lớp đất đỏ cực mỏng vài micromet.
Dũng tia β cú khả năng đõm xuyờn cao hơn α và hầu như cũng bị hấp thụ bởi những lớp đất đỏ cú độ dày lớn hơn vài milimet.
Dũng tia γ được xem là bức xạ điện từ súng ngắn cú tần số cao (giới hạn ranh giới của bức xạ Rengen cứng), được đo ở đơn vị MeV (Megaelectron Vol).
Hỡnh 5.1: Minh hoạ log Gamma Ray
Nhờ vào khả năng đõm xuyờn cao của bức xạ γ, nú cú một ý nghĩa thực tế khi nghiờn cứu mặt cắt giờng khoan (tia γ bị hấp thụ bởi lớp đất đỏ cú độ dày gần 1một), chớnh vỡ vậy mà khi đo trong giếng khoan chống ống khụng ảnh hưởng đến giỏ trị đo.
Cường độ bức xạ của đất đỏ trong giếng khoan được ghi bởi một dụng cụ gọi là indicator γ bức xạ được đặt trong mỏy đo.
Đơn vị đo của Gamma tự nhiờn là Bq/g hay GAPI.
Tuỳ theo mức độ phúng xạ tự nhiờn của đất đỏ người ta chia đất đỏ ra làm ba loại:
• Đất đỏ cú phúng xạ cao: (1-3 Bq/g)
.Sột phiến .Fenspat kali .Sột kết
• Đất đỏ cú phúng xạ trung bỡnh: (0.1- 1 Bq/g)
.Thạch anh cú chứa một ớt fenspat .Cỏt fenspat cú kali
. Đỏ carbonat bị đolomit hoỏ
• Đất đỏ cú phúng xạ thấp: (< 0.04 Bq/g)
.Muối natri .Thạch anh hạt to SiO2
.Vụi .Cỏt
.Than đỏ .Thạch cao CaSO4.2H2O .Anhydrit .Đolomit CaCO3MgCO3
1.1.2. Ứng dụng:
Phương phỏp Gamma tự nhiờn được sử dụng để giải quyết cỏc vấn đề sau:
-Phõn tớch thành phần thạch học của đất đỏ. -Xỏc định sột lục nguyờn và đỏ carbonat. -Xỏc định hàm lượng sột chứa trong vỉa.
1.2. Phương phỏp Gamma tự nhiờn thành phần:
Là phương phỏp xỏc định thành phần cỏc nguyờn tố phúng xạ tự nhiờn như 1940K,U,Th.
Phương phỏp này dựng để giải quyết những bài toỏn sau đõy:
-Liờn kết từng phần phõn chia đất đỏ theo từng dạng thạch học khỏc nhau.
-Đỏnh giỏ cỏc dạng của vỉa sột (loại sột), thành phần khoỏng vật sột trong đất đỏ.
-Đỏnh giỏ thành phần hữu cơ trong sột kết.
1.3.Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến giỏ trị đo GR:
• Vị trớ đặt của thiết bị đo (định tõm hay ỏp sườn)
• Đường kớnh giếng khoan
• Tỷ trọng và loại dung dịch khoan
• Sự phõn bố và tỷ trọng của đất đỏ
• Chiều dày của ống chống, số lớp ống chống
• Tốc độ kộo cỏp khi đo ghi
Tất cả cỏc yếu tố trờn đõy đồng thời ảnh hưởng lờn giỏ trị đo gamma tự nhiờn. Trong phõn tớch kết quả đo GR cần phải xỏc định xem những yếu tố nào ảnh hưởng nhất lờn phộp đo trong trường hợp cụ thể và đưa ra phộp hiệu chỉnh tương ứng.
Trong điều kiện chuẩn log Gamma Ray khụng cú yờu cầu về hiệu chỉnh. Cỏc điều kiện này gồm: kớch thước đường kớnh giếng là 8 inches, tỷ trọng của dung dịch khoan là 10 lb, kết hợp với đường kớnh của thiết bị đo là 35
8inches trong giếng. Tuy nhiờn, với kớch thước giếng lớn hơn và dung dịch khoan nặng hơn hoặc với thiết bị định tõm thỡ cú sự hiện diện của vật liệu hấp thụ tia gamma giữa thành hệ và thiết bị, sự ghi nhận sẽ giảm đi. Vỡ vậy sự ghi nhận sẽ chớnh xỏc hơn trong giếng nhỏ hơn hoặc giếng rỗng. Cỏc đường cong hiệu chỉnh cú thể được tỡm thấy ở những cụng ty dịch vụ.
1.4. Ứng dụng phương phỏp đo gamma tự nhiờn để tớnh hàm lượng sột trong đỏ:
Do cường độ phúng xạ càng cao khi hàm lượng sột trong đỏ càng nhiều nờn đường cong GR cho dấu hiệu tốt để phõn biệt cỏc lớp đỏ sột (tầng sinh, tầng chắn) và đỏ chứa ớt sột hoặc khụng chứa sột (tầng thấm chứa dầu khớ), phỏt hiện cỏc vỉa than trong tập đỏ acgilit than.
Nhỡn chung, cỏc phộp đo gamma trong giếng khoan khụng bị ảnh hưởng bởi độ khoỏng hoỏ và phộp đo cú thể thực hiện được trong dung dịch gốc dầu. Vỡ tia gamma cú khả năng đõm xuyờn cao, thậm chớ cú thể đi qua thành ống chống bằng thộp cú chiều dày 15mm, nờn phương phỏp GR cú thể đo trong cỏc giếng khoan đó chống ống. Đõy là ưu điểm nổi trội nhất của phương phỏp gamma so với cỏc phương phỏp đo Địa vật lý giếng khoan khỏc.
Cường độ bức xạ gamma của cỏc đỏ chứa lục nguyờn và cacbonat, khụng chứa khoỏng vật phúng xạ, tỷ lệ với hàm lượng khoỏng vật sột trong đỏ là cơ sở để ta xỏc định hàm lượng sột trong đỏ chứa theo kết quả đo GR. Hàm lượng sột Vsh tớnh theo thể tớch trong đỏ chứa cú quan hệ hàm số với tham số ΔJ khỏ chặt chẽ:
( )min min Sh max min GR GR J f V GR GR − ∆ = = − (5.1) Trong đú:
GR là giỏ trị cường độ bức xạ gamma đo được tại điểm quan sỏt.
GRmax, GRmin lần lượt là cường độ bức xạ gamma tại vỉa sột và viả cỏt sạch. Trong trường hợp lỏt cắt khụng cú vỉa đỏ cỏt sạch, cú thể sử dụng cỏc giỏ trị GRmax, GRmin là cỏc giỏ trị đo được ở hai vỉa đỏ cú độ sột biết trước. Khi đú phương phỏp xỏc định độ sột theo (5.1) gọi là phương phỏp hai vỉa (tầng) chuẩn.
Quan hệ hàm số giữa tham số ΔJ và độ sột Vsh thường được xỏc định bằng thực nghiệm. Thụng thường phổ biến phương trỡnh thực nghiệm dạng tuyến tớnh. Tuy nhiờn,
vỡ sự cú mặt của cỏc khoỏng vật sột là một chỉ thị của mụi trường trầm tớch nờn quan hệ hàm số ΔJ = f(Vsh) là rất phức tạp và khỏc nhau giữa vựng này và vựng khỏc. Cỏch đỳng đắn nhất vẫn là thay việc sử dụng cỏc cụng thức thực nghiệm cú sẵn bằng việc xõy dựng quan hệ thực nghiệm giữa cỏc tham số đú cho từng vựng cụ thể, thậm chớ cho từng phõn vị địa tầng khỏc nhau.